Bu yazımda sizlere araçlarda aerodinamik konusundan bahsedeceğim. Güvenli bir sürüş keyfi yaşayabilmeniz için araçların nasıl tasarlandığını ve Aerodinamik değerlerini en aza düşürme konusunda rekor sahibi olan Mercedes C111 serisinden bahsedeceğim.
Aerodinamik bir bilim dalıdır, hareket eden katı kütlelerinin havayla etkileşimini inceler.Araçların tasarımında Aerodinamik hayati bir önem taşıyan bir konudur.
Düşünelim ki aracınızla saatte 120 km hız yaparken dümdüz bir duvara çarptınız ve aracınızın ön kısmı paramparça oldu. Aracınızın tasarımı yapılırken mühendislerin böyle bir çarpışma olayı için tasarım yaptığını düşünüyorsanız yanılıyorsunuz.
Duvardan daha büyük olan sorunları var HAVA. Aracınız tasarlanırken , gaza bastığınız anda oluşabilecek hava direncine karşı sizlerin sağlıklı bir sürüş keyfi yaşamınız için tasarlanıyor.Bu noktada devreye Aerodinamik bilimi giriyor.Otomobiller yıllardır aerodinamik etkiler göz önüne alınarak tasarlanmakta ve otomobilin baş etmek zorunda olduğu hava duvarının daha rahat delebilmesinin yolları aranmaktadır.
Özellikle düşük hızlarda ve rüzgarsız havalarda, hissedilen hava direnci çok düşüktür. Yüksek hızlara çıkıldığında ise otomobile etkiyen hava direnci (sürükleme kuvveti) ciddi bir mertebeye ulaşır.Araçlarda motor gücünü artırmak,hava direncinden kaynaklanan kayıpları en aza indirmek ve ekonomik araçlar üretmek için aerodinamik değerlerin iyi hesaplanması gerekir.(Sürükleme kuvvetinin nasıl hesaplandığı hakkında detaylı bilgiyi ayrıntıya girmemek için bu yazımda yer vermeyeceğim bu konuda merakı olan arkadaşların kaynakça kısmında bulunan linkten Burak Yılmaz’ın yazısını okumasını tavsiye ederim.)
Peki araçlarda aerodinamik kat sayısını düşürmek içi neler yapılıyor ?
- Lastik oyuklarının genişletilmesi
- Araç altındaki girinti ve çıkıntıların kamufle edilerek düzleştirilmesi
- Ön panel altına hava kesiciler yerleştirilmesi gibi çalışmalar yapılmaktadır.
- Ön ve arka camların daha yatık bir şekilde tasarlanması
- Kapı camlarının ve farlarının araç kaportasıyla bir yüzeyde dizayn edilmesi
- Çamurlukların örtülmesi
- Yan aynaların aerodinamik özellik taşıması
- Ön ve arka tekerlekler arasına etekler yerleştirilmesi
Sıcak yaz aylarında arabanızda seyir halindeyken serinlemek için camı açtığınızda ,tatile giderken bagaja yüklediğiniz valizlerin ağırlığı, kullanmış olduğunuz lastiklerin ağırlığı hava direnç katsayısında artışa (değişime) neden olmaktadır.
Aracınızla seyir halindeyken gaza bastığınız anda (aracın hızı arttıkça ) üzerine düşen basınç düşer,düşen basınç araç üzerinde emme etkisi yapar ve alttan giren hava aracı yukarı kaldırmak için basınç uygular.Oluşan bu basınçlar aracın tekerleklerinin zeminle temasını en aza indirir ve hatta virajlarda aracın savrulmasına veya takla atmasına neden olabilir.Bu durumu engellemek için araçlarda hava direnç kat sayısını en aza indirmek gerekir.
Günümüzde hava direnç kat sayısı kaça düşürülmüştür ,rekor kimdedir ?
Binek araçlarda :0.25’e
Otobüslerde:0.5’e
Motorsikletlerde:0.4’e
Kamyonlarda:0.65’e
kadar düşürülmüştür. Aerodinamik değerleri en aza düşürme konusundaki rekor 0.182 ile Mercedes’in C111 serisindedir. Aerodinamik değerlerini en aza düşürmek için geliştirilmiş bir diğer başarılı örnek ise HEXA araçtır.Golf topunda esinlenerek yapılmış bir araçtır. Bir aracın sürükleme katsayısını 0.01 azaltmak, her bir litre yakıt ile 90 metre daha fazla yol alabilmek anlamına gelmektedir (ortalama değerler).
Yarış arabalarında hava direncinin önüne geçebilmek için araçların alt yapısına eğrilik verilir.
Binek araçlarda hava direncinden oluşan tehlike riski biraz daha azdır. Tehlikenin önüne geçebilmek için ilk yıllarda (1966-1969) ağırlığı artırarak bu sorunun önüne geçilmeye çalışılmış.Aracın ön tarafına döküm demir sağ ve sol tarafına birer akü koyarak aracın yere yapışmasını sağlamıştır.
Daha akıllıca bir çözüm ise Spoiler(Rüzgarlık) kullanımı ile gelmiştir.
Son derece basit bir mantıkla geliştirilmiş olan bir sistemdir. Spoiler rüzgarın akış yönünü değiştiren anlamına gelmektedir.
Tasarımı bir yönüyle uçak kanatlarını andırıyor olsa da işlevi çok farklı. Uçak kanadında bombe, alt yüzeye daha fazla basınç uygulanması ve dolayısıyla kanadın yükselme eğilimi göstermesi için spoilerden farklı olarak üst yüzeye veriliyor. Otomobil spoilerindeyse bombe, yere bastırmayı sağlamak için alt yüzeyde oluyor. Bu sayede otomobilimizin yol tutuş özelliklerini artırarak, virajlarda savrulma eğilimini minimuma indirmiş oluyoruz. Otomobilin yere verdiği ağırlık, spoiler sayesinde yüksek oranlarda artabiliyor. Spoilerin yapımında kullanılan maddenin ve otomobille bağlantılarının sağlam olması da büyük önem taşıyor.
Otomobilde ön, arka ve yanlara takılan özel tasarımlı spoiler takılabilmekte ama bu işlem çok hassas bir konudur.
Spoiler , aracı rüzgar yardımıyla yere bastırmak amacıyla tasarlanmıştır ,takım aşamasında yapılan küçük bir hata spoilerin tasarlanma amacından uzaklaştırır.Yani aracın rüzgar yardımıyla daha çok havalanmasına sebep olmuş oluruz.Kötü sonuçların önüne geçebilmek için doğru işçilikle işlemin tamamlanmasına özen göstermeliyiz.
(NOT: Spoiler’in tasarımında ne gibi fiziksel formüller kullanıldığı ,tasarımın nasıl olduğu ile ilgili çok fazla Türkçe makale yok. Bu konuyla ilgili bilgi almak isterseniz yazının sonunda yorum kısmına sorularınızı yazarsanız bu konuyu daha detaylı olarak yazabilirim.Keyifli okumalar.)
Kaynakça
- https://www.carsdirect.com/aftermarket-parts/what-does-a-spoiler-do-for-aerodynamics
- http://burakyilmaz.net/otomobil-aerodinamigi/
- https://gr8autotech.wordpress.com/2013/06/16/vehicular-aerodynamics/
Faydalı ve bilgilendirici bir yazı olmuş. Elinize sağlık